Design of a hybrid Mie-Tamm photonic structure as a highly directional GHz single-photon source
本文提出一种混合 Mie-Tamm 光子结构，通过定制多种光学模式增强单光子发射体亮度，设计经衬底侧激发与收集，并在 GaAs 上的 InGaAs QDs 中实现超 3 GHz 的定向单光子输出速率。
2022-12-12 physics.optics
Infrared rainbow trapping via optical Tamm modes in one-dimensional dielectric chirped photonic crystals
捕获宽光谱的光的现象被称为“彩虹捕获”，并且使用全电介质、混合金属-电介质或全金属配置来实现。在后一种情况下，不可避免的欧姆损耗导致亚皮秒的陷模寿命。为了所有的实际目的，需要设计新的策略用于捕获并随后释放寿命> 1 ps的宽带电磁（em）场。提出了一种利用一维啁啾光子晶体（PC）中多个光学Tamm（OT）模的激发来实现对向传播模式的光学耦合的彩虹捕获结构。在几何结构中，当薄的等离子体激元活性金属被放置在啁啾PC（CPC）的终止层附近时，多个π相位跳跃使得能够激发OT模式。强定域OT共振在啁啾PC几何中被空间分离，并且它们的群速度降低到低至0.17c。时域模拟阐明本地化发生在CPC的介电部分，表现为寿命3 ps。
2021-08-10 physics.optics
The Impact of Tamm Plasmons on Photonic Crystals Technology
本文介绍了基于周期性结构的混合光子等离子体结构，该结构具有金属涂层或插入物，其利用Tamm等离子体用于传感应用。术语Tamm等离子体是指通过耦合到由光子晶体提供的波长匹配光子带隙来增强表面等离子体共振吸收而产生的特定共振。基于Tamm等离子体激元的设备有各种各样的材料和几何组合，每种都被设计用于执行特定类型的测量。虽然物理效应已经得到了很好的记录和理解，但其在设备中的实现仍然是一个快速发展和蓬勃发展的领域，这为新颖的设计和新的应用留下了许多可能性。因此，我们的目标是给出一个完整的概述的主题，以便提供一个有序的集合的设计和用途，以及刺激进一步发展的主题的Tamm等离子体传感应用。
2022-05-23 physics.app-ph physics.optics
Enhanced light absorption in Tamm metasurface with a bound state in the continuum
本文提出在光子晶体基底上的锗光栅中利用连续域束缚态实现光学Tamm态，在临界耦合下达到100%光吸收，适用于telecom波长下的正入射与斜入射。
2023-01-11 physics.optics
Fano Resonances in a Photonic Crystal Covered with a Perforated Gold Film and its Application to Biosensing
研究了多孔金属薄膜覆盖的光子晶体的光学特性，发现了Fano型共振的存在。Fano共振起源于光学Tamm态与光子晶体波导模之间的相互作用。它表现为在与光学Tamm状态相关的透射光谱中的宽峰中的窄谷。提出了一种基于这种Fano共振的对环境折射率变化敏感的传感器的设计。
2017-01-27 physics.optics
Topological Photonic Tamm-States and the Su-Schrieffer-Heeger Model
本文研究了半无限一维光子晶体与金属界面上拓扑Tamm态的形成。我们表明，当系统是拓扑非平凡的有一个单一的Tamm状态在每个带隙，而如果它是拓扑平凡的带隙主机没有Tamm状态。我们连接的消失的Tamm状态的拓扑过渡从一个拓扑非平凡的系统拓扑平凡的。这种拓扑转变是由单位晶胞中的介电函数的修改驱动的。我们的解释进一步支持麦克斯韦方程组的解决方案之间的精确映射和这些解决方案的紧束缚表示的存在。我们表明，紧束缚表示的一维光子晶体，麦克斯韦方程组的基础上，对应于一个苏-施里弗-海格尔型模型（SSH模型）的每一组对带。扩展这个表示附近的带边，我们表明，该系统可以描述的Dirac类哈密顿量。它允许一个特征的拓扑结构与麦克斯韦方程组的解决方案，通过绕组数。此外，对于无限大系统，我们提供了一个解析表达式的光子带隙可以计算。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Transforming Fabry-Perot resonances into a Tamm mode
提出了一种由金属纳米层、布拉格反射镜和金属纳米层组成的新型光子晶体结构。该结构支持Fabry-Perot和Tamm模式之间的过渡共振。当DBR的介电对比度被移除时，这些模式是一对传统的法布里-珀罗谐振。它们在高对比度下光谱合并成Tamm模式。这种行为不同于支持Tamm模式的结构的结果。该结构在DBR阻带的频率范围内的光学特性，包括通过厚结构的高度有益的50%透射率，由本文中引入的混合谐振确定。研究结果可以发现广泛的光子学应用。
2012-10-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tamm Plasmon in a Structure with the Nanocomposite Containing Spheroidal Core-Shell Particles
研究了纳米复合材料包覆光子晶体的光谱特性。所使用的纳米复合材料包含具有介电核和金属壳的球形纳米颗粒，其均匀分散在透明基质中。研究了所观察到的Tamm等离子体激元和Fabry-Perot模的光谱表现。已经证明了纳米颗粒形状变化时光谱的显着偏振灵敏度。的Tamm等离激元极化激元和法布里-珀罗模式的色散曲线示出是在良好的协议与通过传输矩阵方法获得的光谱。
2018-11-18 physics.optics
Tamm-Langmuir surface waves
在这项工作中，我们发展了一个理论的表面电磁波定位在界面的周期性金属介质结构。我们已经证明，金属层中等离子体频率的各向异性提升了等离子体振荡的简并性，并打开了一系列光子带隙。这导致了具有奇异态密度的表面波的出现-我们将其称为Tamm-Langmuir波。这样的命名是自然的，因为我们已经发现，它们的性质是非常相似的体朗缪尔和表面塔姆波的属性。根据各向异性参数，Tamm-Langmuir波可以是前向波或后向波。奇异的态密度和色散对结构各向异性的高灵敏度使得Tamm-Langmuir波在纳米光子学和生物传感中具有潜在的应用前景。
2016-06-20 physics.optics
Hybrid Tamm and quasi-BIC microcavity modes
本研究针对嵌入一维光子晶体的液晶缺陷层微腔，探究其连续域束缚态附近可调辐射衰减速率的模式，揭示微腔模式与Tamm等离激元极化子耦合可形成可调Q因子的混合模式，并用时域耦合模理论解释其实测光谱特征。
2023-06-14 physics.optics
Enhanced spin hall effect of reflected light due to Optical Tamm states with Dirac semimetal at the terahertz range
增强的光子自旋霍尔效应（PSHE）在光子的柔性操纵中起着积极的作用。本文将Dirac半金属与一维光子晶体构成的布拉格反射器相结合，从理论上设计了一种简单的多层结构来增强和操纵PSHE。通过对Dirac半金属的导电特性和整个模型的结构参数进行详细的优化设计，实现了多层膜结构中光学Tamm态（OTS）的激发，从而实现了PSHE的增强和可控。理论分析结果表明，通过优化费米能级和狄拉克半金属厚度，可以提高p偏振和s偏振下的反射系数比，从而为增强PSHE创造条件。此外，还阐明了入射角和间隔层参数对PSHE的影响。我们相信，上述结果可以为可控自旋器件的构建提供一个新的范例。
2022-03-11 physics.optics
Tunable Hybrid Tamm-microcavity states
采用数值模拟方法研究了一维光子晶体中的Tamm-Microcavity混合模的光谱表现，其中光子晶体的边界层为银层，而半导体液晶层作为微腔.结果表明，由于液晶对温度和外部电场变化的高灵敏度，可以有效地调谐混合模式。它是建立在所研究的结构上的透射光谱的温度的影响是最明显的相变的液晶的各向同性状态，在那里观察到的折射率跳跃点。
2017-08-08 physics.optics
One-way Tamm plasmon-polaritons on the interface of magnetophotonic crystals and conducting metal oxides
我们从理论上证明了在磁光子晶体和导电金属氧化物之间的界面上存在单向Tamm等离子体激元。与传统的表面等离子体极化激元（SPP）相比，Tamm等离子体极化激元（TPPs）发生在高于导电材料的体等离子体频率的频率处，条件是这种表面模式的色散曲线位于导电氧化物的光锥之外，同时落入磁光子晶体的光子带隙中。TPP的非互易性质是由于违反了结构中的周期性和时间反演对称性。通过对结构的场分布和透射谱的计算来证实理论结果，这可能会对应用中广泛的SPP相关现象产生潜在的影响。
2012-10-20 physics.optics
Scalable colored sub-ambient radiative coolers based on a polymer-Tamm photonic structure
Zhejiang Provincial Engineering Research Center of Energy Optoelectronic Materials and Devices, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）；School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院）；Nano Science and Technology Institute, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学纳米科学技术学院）；Jiangsu Key Laboratory of Micro and Nano Heat Fluid Flow Technology and Energy Application, Suzhou University of Science and Technology（苏州科技大学）；Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院西安光学精密机械研究所）
本研究提出了一种基于聚合物-塔姆光子结构的可扩展彩色亚环境辐射冷却器，实现了多种颜色的高效冷却和大规模制造。
2022-07-22 physics.app-ph physics.optics
Photonic Hyper-Crystals
介绍了一种新的人工光学介质-光子超晶体。这种介电常数在亚波长尺度上具有周期性空间变化的双曲型超材料，结合了光学超材料和光子晶体的特点。特别地，由超晶体支持的表面波具有光子晶体中的光学Tamm态和金属-电介质界面处的表面等离子体激元的性质。
2014-02-04 physics.optics
Surface polaritons in two-dimensional left-handed photonic crystals
利用扩展的平面波传输矩阵方法，计算了二维左手光子晶体的能带结构和相应的透射谱。通过与单个左手圆柱体的周期结构的比较，发现了许多有趣的相似之处，表明由于孤立左手圆柱体所呈现的局域表面极化激元，在高维左手光子晶体中存在着许多令人兴奋的物理现象.作为相邻左手棒局域表面极化激元耦合的直接结果，左手周期结构中出现了大量的几乎无色散带、反交叉行为和零$\bar{n}$带隙。在一定的频率范围内，除了由于大量的反交叉行为而发生畸变外，还存在一个连续的色散关系，这可以用长波长近似来解释。同时指出，高维左手光子晶体可以用来设计窄带滤波器。
2012-05-19 physics.optics
Guided modes in photonic structures with left-handed components
分析了介质柱和左手柱线性链的导模谱。当圆柱体由介电常数和磁导率均为负值的左手材料制成时，其本征频率的结构更加丰富。导模的数目大得多，它们与入射电磁波的相互作用强得多。对于某些波矢值，没有发现导模.我们讨论了这些导模的特殊性质如何对应于最近在具有左手分量的光子结构中观察到的折叠带.
2015-01-21 physics.optics
Nanoring Tamm Cavity in the Telecommunications O band
University of Bristol（布里斯托大学）
本文提出一种纳米环Tamm结构，通过减少金属层吸收提高发射效率，优化用于光通信O波段，输出效率提升至35%。
2024-02-16 physics.optics
Miniaturization of photonic waveguides by the use of left-handed materials
我们提出在光波导结构中使用左手材料以将其厚度减小到远低于光的波长。我们证明，左手材料层，添加到一个平面波导的包层，而不是其核心，允许良好的光限制在亚波长薄波导。我们将观察到的行为归因于波导中电磁波相位演化的变化。该技术可用于光子集成电路的小型化。
2010-10-14 physics.optics
Two-dimensional dynamic beam steering by Tamm plasmon polariton
本文提出利用Tamm等离子体极化激元和透明导电氧化物折射率电调制，实现反射光束沿极角与方位角的二维动态转向。
2023-08-11 physics.app-ph physics.optics
Purcell and collection efficiency enhancement of single NV- center emission coupled to an asymmetric Tamm structure
与不同空间维度的工程光子结构相关联的共振模式对于获得用于量子技术的明亮的按需单光子源是必不可少的。本文提出金刚石中带负电荷的氮空位（NV-）心是一种优良的室温单光子源。金刚石中自旋态的可能光学读出使其成为自旋光子界面的良好候选者。然而，NV-中心的弱光收集、弱的零声子线、低的发射速率和宽的声子诱导发射的存在限制了NV-中心在量子技术中的应用。在这里，我们提出了一种可行的，易于制造的，非对称的Tamm结构与单NV-中心耦合，以提高零声子线（ZPL）的发射率与更好的光收集效率。非对称的Tamm结构显示出双谐振模式，其中一个模式与640 nm的NV-ZPL波长一致。该模式的品质因数（Q因子）为140，这远好于常规Tamm结构的Q因子，因此，更好的场强局部化。我们实现了四倍的Purcell增强以及在640 nm处增强五倍的光收集效率。所提出的结构是有用的，用于产生明亮的单光子使用NV中心和一个有效的自旋光子接口。
2022-10-22 physics.optics
The reversibility of the Goos-Hänchen shift near the band-crossing structure of one-dimemsional photonic crystals containing left-handed metamaterials
对含有左手材料的一维光子晶体中的古斯-哈兴位移进行了理论研究。我们发现在光子带交叉结构附近存在一种特殊的GH位移效应，在斜入射下，它位于条件$% -k_{z}^{(A)}d_{A}=k_{z}^{(B)}d_{B}=mπ$ $(m=1,2,3...)$下，这里A表示LHM层，B表示介质层。在带交叉点（BCP）频率以上，随着入射角的增加，GH位移由负向正变化，而在BCP频率以下，GH位移变化不大。这种效应是解释的带交叉结构的相位特性。
2009-05-11 physics.optics
Tunable narrowband Excitonic Optical Tamm States enabled by a metal-free all-organic structure
光学Tamm态（OTS）是可以在两个高反射结构之间的界面处发生的受限光学模式。然而，由于所需的强反射率，它们与高度可加工和无金属的柔性材料的实施已被证明具有挑战性。在此，我们开发了第一种仅基于有机聚合物材料的支持OTS的结构，展示了基于非关键、广泛可用且易于加工的材料的光子平台。所制造的结构呈现大面积，并且由窄带多层聚合物分布布拉格反射器（DBR）和随后的J聚集分子激子材料的薄膜组成，所述J聚集分子激子材料可以在窄带范围内充当高反射表面。我们利用DBR和反射分子层的窄带光谱响应，通过改变多层膜的周期性来调谐OTS带，为基于轻质可集成激子器件的具有成本效益的工艺的OTS结构的制造打开了大门。
2022-07-19 physics.optics
Induced transparency by coupling of Tamm and defect states in tunable terahertz plasmonic crystals
光子晶体和超材料已经成为两类可定制的材料，能够精确控制光。等离子体激元晶体可以被认为是由等离子体激元材料制造的光子晶体，其布拉格散射来自重复单元格的入射电磁波。然而，等离子体激元晶体，像超材料，是由亚波长单位单元。在这里，我们研究了二维电子气中几个周期的太赫兹等离子体晶体。这种等离子体介质是极端亚波长（$\approx λ/100$）的，并且通过向金属电极施加电压而可重构。观察到被称为Tamm态的弱局域晶体表面态。通过引入一个独立控制的等离子体缺陷，与Tamm状态相互作用，我们证明了频率捷变的电磁感应透明现象。所观察到的等离子体晶体带边缘的50% ${\it in-situ}$调谐应该在诸如石墨烯的材料中可实现，以主动控制等离子体晶体在红外中的分散。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics physics.plasm-ph
Defect-free surface states in modulated photonic lattices
我们预测，调制光子晶格的接口可以支持一种新型的通用表面态。这样的线性表面状态出现在截断的，但在其他方面完美的（无缺陷）晶格作为晶格势的周期性调制的直接结果，没有任何嵌入或非线性引起的缺陷。这与所有先前的研究形成鲜明对比，其中线性或非线性晶格中的表面状态，例如Tamm或Shockley型表面状态，总是与某种类型的结构或诱导表面缺陷的存在相关联。
2007-12-17 physics.optics
Boosting the quality factor of Tamm structures to millions by quantum inspired classical annealer with factorization machine
本文提出量子启发经典退火器结合因子分解机的方法，用于设计非周期光子布拉格反射器，成功将Tamm结构的品质因子提升至百万量级，并在40位大规模搜索空间中展现出优于或媲美现有方法的优化效率。
2024-08-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photonic crystal with left-handed components
当圆柱的负磁导率恰好等于嵌入介质磁导率的负值时，左手圆柱周期阵列具有丰富的导模谱。这些共振强烈地影响电磁波通过由左手材料制成的光子结构的传播。入射波激发的一系列Fano共振破坏了左手圆柱正方形阵列的频带频谱，大大增加了透射波的吸收。
2015-10-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Circularly polarized cavity-mode emission from quantum dots in a semiconductor three-dimensional chiral photonic crystal
本研究在含平面缺陷的GaAs基手性光子晶体中实验展示了圆偏振腔模，发现量子点在左旋偏振带隙内偏好发射右旋偏振光，且存在左旋偏振腔模峰，为相关光子器件和强耦合研究提供基础。
2024-11-27 physics.optics
Photonic Approach to Making a Left-Handed Material
提出了一种制备负折射率复合材料的新方法。研究表明，由正负电介质组成的光子结构可以支持具有左手性（或负折射率）的电磁表面波。取决于电介质材料，这些位于电介质界面处的表面波可以是表面等离子体激元或声子。结构的详细几何形状决定了这种复合左手材料是各向同性的还是各向异性的。
2002-10-12 physics.comp-ph physics.optics
Polarization gaps in spiral photonic crystals
研究了一种六角晶格螺旋结构的介质光子晶体结构的光学特性。材料的介电常数为9，填充率为15.2%。我们发现，这种结构表现出显着的偏振间隙沿螺旋轴入射的光。偏振间隙内的本征模是右旋（左旋）圆偏振的，这取决于螺旋是否是左旋（右旋）。计算了这种结构平板的透射谱，与本征模分析结果吻合较好。
2005-08-02 physics.optics
Enhanced and controllable reflected group delay based on Tamm surface plasmons with Dirac semimetals
该研究理论探究了狄拉克半金属-间隔层-一维光子晶体多层结构的反射群延迟，发现Tamm等离子体激发可实现群延迟负向增强及正负切换，且能通过费米能、弛豫时间调控，为中红外光学延迟器件等应用提供了新方案。
2022-03-11 physics.optics quant-ph
Circular dichroism in a three-dimensional semiconductor chiral photonic crystal
在基于半导体的三维手征光子晶体（PhC）中实验证明了覆盖电信频带的圆二色性。我们设计了一个旋转堆叠的木堆PhC结构，其中相邻的层旋转60度，三层构成一个单一的螺旋单元。采用微操作技术制备了亚微米周期性的GaAs镜像非对称光子晶体。由于GaAs和空气之间的折射率的大的对比度，实验获得的圆二色性在宽的波长范围内延伸，在1300 nm的波长处，右旋圆偏振入射光的透射率为85%，左旋光的透射率为15%。所得结果与数值模拟结果吻合较好。
2014-08-18 physics.optics
Engineering zero modes, Fano resonance and Tamm surface states of 'bound states in the gapped continuum'
在这篇文章中，我们发展了一个广义耦合模理论，用于将孤立态与带隙连续体混合，以统一带隙保护零模、Fano共振和Tamm表面态的工程机制，尽管这些现象在物理和光学的许多分支中是不同的。通过调节孤立态的就地势和耦合强度，我们发现了从零模、Fano共振到Tamm模的工作特征，并明确展示了“带隙连续统中的束缚态”（BIGC）的局域化、传输谱和独特的演化动力学。作为扩展，我们在BIGC框架中设计了两种类BIGC结构：（1）“隔离-连续-隔离”（ICI）结构，它导致绝热消除技术和拓扑保护边缘态;（2）“连续-隔离-连续”（CIC）结构，它导致畴壁动力学。最后，我们提出了修改的Su-Schrieffer-Heeger二聚晶格的光波导阵列（WA）模型，以实现这些有趣的工程过程，同时阐明了在光子学和凝聚态的连续统中的束缚态的推广。
2018-11-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Sensitive singular-phase optical detection without phase measurements with Tamm plasmons
光与材料界面的光谱定制相互作用在传感，光电探测和光能转换方面提供了许多令人兴奋的应用。特别是，在选定的频率伴随着反射信号中的急剧相位变化的光反射率的完全抑制形成了超灵敏的单相位光学检测方案，如布鲁斯特和表面等离子体干涉测量的发展的基础。然而，平面界面上的布鲁斯特效应和表面等离子体介导的吸收都限于入射光的一个偏振和倾斜激发角，并且可能具有由材料介电指数和等离子体频率决定的有限带宽。为了减轻这些限制，我们设计了窄带超吸收器等离子体材料嵌入到介电光子纳米结构与拓扑保护的界面Tamm等离子体状态。这些结构具有平面几何形状，并且不需要纳米图案化来实现入射光在宽范围的入射角（包括法向入射）中的两种偏振的完美吸收。它们的吸收线通过介电光子纳米结构的光子带结构的工程设计在非常宽的光谱范围内是可调谐的，以实现跨与等离子体吸收体的界面的几何相位的反转。我们概述了通过共轭阻抗匹配在具有耗散损耗的Tamm结构中实现理想吸收率的设计策略。我们通过建模进一步展示了如何设计这些结构以支持尖锐的非对称振幅共振，这可用于提高仅振幅检测方案中光学传感器的灵敏度，该方案不需要使用庞大且昂贵的椭圆偏振测量设备。
2018-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Fano resonances in dielectric, metallic and metamaterial photonic structures
我们研究数值Fano共振激发的电介质，金属和左手圆柱体的周期性阵列。特别令人感兴趣的是在圆柱体的线性阵列中激发的Fano共振。分析了电磁场的空间分布和对称性，讨论了观测到的法诺共振与二维圆柱阵列频谱之间的关系。
2016-08-27 physics.optics
Apodized photonic crystals: A non-dissipative system hosting multiple exceptional points
本文提出全介电非耗散切趾光子晶体（1D-APC），通过最优切趾实现多个奇异点，区分PT对称与破缺区域，并推导几何相位与拓扑保护Tamm模式激发条件。
2023-01-10 physics.optics
Beam shaping by a layered structure with left-handed materials
我们分析了由正负折射率的两种材料交替组成的层状光子结构（一维光子晶体）的透射特性。对于平均折射率为零的周期性结构，我们证明了一些独特的性质的光束传输中观察到的强光束修改和整形。
2002-12-13 cond-mat physics.optics
Plasmonic band and defect mode of one dimensional graphene lattice
基于石墨烯等离子体激元（GPs）的光子晶体是高度可调谐的，并且可以在纳米尺度上精确地控制光子传输。本文采用传输矩阵方法研究了垂直入射下具有周期性表面电导率的石墨烯等离子体晶体。在考虑突变界面的异常相位散射后引入TMM，为精确操纵等离子体晶体结构提供了思路，并能在一定程度上减少计算工作量。用平面波展开法对模型进行了验证。此外，我们还用传输矩阵方法研究了GPC中的缺陷模和等离子体Tamm态。
2021-09-26 physics.optics
Spin-Preserving Chiral Photonic Crystal Mirror
手征性是指物体在其镜像上不可重叠的几何现象。由纳米尺度手性元素制成的结构可以显示手旋光效应，例如左旋和右旋圆偏振光的二向色性，这使得它们在从量子信息处理和量子光学到圆二向色性的应用中引起了高度关注光谱学和分子识别。同时，即使在合成光学介质中也难以实现强效应，并且已经推测在无损、薄的准二维结构中禁止垂直入射的光的手旋光效应。在这里，我们报告我们的实验实现了一个巨大的手征光学效应在薄单片光子晶体镜。与传统的镜子不同，我们的结构选择性地只反射一种自旋态的光，同时保持其旋向性，具有接近统一水平的圆二色性。光子晶体反射镜的工作原理依赖于导模共振（GMR），同时激发光子晶体板中的泄漏TE和TM布洛赫模式。这种模式不依赖于通过远程相消干涉抑制其辐射损耗，并且即使光子晶体的小区域也表现出稳健的圆二色性。尽管它的简单性，镜子强烈超越了性能的早期报道的结构，相反，流行的概念，表明，近统一的反射率对比度相反的螺旋是可以实现的准二维结构。
2019-11-21 physics.optics
Twist Defect in Chiral Photonic Structures
我们证明，扭转一部分的手征光子结构的螺旋轴周围产生一个单一的圆偏振本地化模式，引起传播中的异常交叉。直到交叉厚度，该缺陷导致透射峰值和具有与结构相同的旋向的圆偏振波的线宽的指数缩放。然而，在交叉点以上，线宽饱和，缺陷模只能被相反极化的波激发，导致反射峰而不是透射峰。
2002-10-18 physics.optics
Complete bandgaps in one-dimensional left-handed periodic structures
由于存在与光子带隙相关联的禁频范围，具有周期性调制参数的化学制造的结构（例如光子晶体）提供了控制光的流动的新颖方式。据信，需要在所有三个空间维度上调制折射率以打开完整的带隙并防止电磁波在所有方向上传播。在这里，我们揭示了，在一个鲜明的对比，什么是已知的，并与公认的物理直觉，一个一维的周期性结构包含透明的左手（或负折射率）超材料层可以捕获光在三维空间中由于存在一个完整的带隙。
2005-08-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enhanced chiral response of hybrid photonic structures empowered by Mie resonances
Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
本文提出利用Mie共振与等离激元杂化，在混合超表面中实现手性响应增强与符号翻转，并扩展至非线性手性发射，为紧凑型手性器件提供新机制。
2026-09-14 physics.optics
Singular points of polarizations in the momentum space of photonic crystal slabs
连续束缚态（BIC）、圆偏振态（C点）和简并态都是动量空间中的三种偏振奇点。对于具有线偏振远场的光子晶体平板（PhCS），BIC被发现是偏振涡旋的中心，在以往的研究中受到了更多的关注。在这里，我们从理论上证明了PhCS的远场可以表现出显着不同的偏振，由于在连续的C点的强大存在。只有一对具有相同旋向和相反拓扑荷的C点可以一起湮灭。在不破坏PhCS对称性的前提下，通过对PhCS结构参数的不断微调，一对拓扑电荷相同、旋向相反的C点能够合并成BIC，然后BIC再次分裂成C点。有趣的是，当两对分别来自上带和下带的具有相同拓扑荷的C点同时合并在Dirac-退化点时，观察到具有一半拓扑荷的Dirac-退化BIC。证明了拓扑电荷守恒定律在不同类型极化奇点的演化和相互转换中起着重要作用。我们的研究结果可能会揭示奇异偏振点的起源，可能会打开一个大门，他们在矢量光束的产生和操作的应用。
2020-04-30 physics.optics
Intra-connected three-dimensionally isotropic bulk negative index photonic metamaterial
各向同性负折射率超材料（NIM）是非常需要的，特别是用于实现超高分辨率透镜。然而，现有的各向同性NIM仅在二维上起作用，并且不能被微型化超过微波。直接激光写入工艺可以是朝向三维（3D）各向同性块体光学超材料的制造的范式转变，但仅以额外的设计约束（即连接性）为代价。在这里，我们证明了一个原则性的设计，要求连接并不排除完全各向同性的左手行为。这是实现光学波长下的体3D各向同性NIM的重要一步。
2010-04-02 physics.optics
Optical Properties of Chiral Three-Dimensional Photonic Crystals made from Semiconductors
本文通过理论与数值模拟研究半导体三维手性木堆结构的光学性质，揭示其双波段圆二色性及圆偏振带隙，并证明可通过横向周期调节该特性，为片上圆偏振光传感和手性分子检测提供新途径。
2022-07-15 physics.optics
Nonlinear one-way edge-mode interactions for frequency mixing in topological photonic crystals
拓扑光子学的目标是利用拓扑光子带和相应的边缘模式来实现鲁棒的光操纵，这可以在光-物质相互作用的线性区域中容易地实现。重要的是，与固态物理学不同，拓扑光子学是拓扑物理学新思想的常见测试平台，它为研究波混合和其他非线性相互作用提供了理想的平台。这些都是经典非线性光学中众所周知的主题，但在拓扑光子学的背景下，在很大程度上未被探索。本文研究了拓扑光子晶体中频率混合过程中单向边模的非线性相互作用。我们提出了一个详细的分析的能带拓扑结构的二维光子晶体与六角形对称，并证明了非线性光学过程，如二次和三次谐波产生可以方便地实现通过单向边缘模式的这种设置。此外，我们证明了更奇特的现象，如慢光增强的非线性相互作用和谐波产生后向传播（左手）的边缘模式的相互作用也可以实现。我们的工作为光子学中拓扑保护的混频过程开辟了新的途径。
2020-04-09 physics.optics
Synchronously controlled optical modes in the transmittance and reflectance spectra of multilayer photonic structure with dual-frequency nematic liquid crystal
本文提出了一种由非对称介质法布里-珀罗微腔和金属薄膜构成的光子结构的透射谱和反射谱的电控同步模式调谐方法。在金属-布拉格反射镜界面处的宽带Tamm等离子体激元-极化激元的激发伴随着两种彼此相反的现象。由于金属引起的强吸收，在宽光谱范围内获得了足够的非共振辐射反射抑制水平，这几乎与光子带隙一致，而在腔模频率下，该结构对于反射辐射变得透明。这导致在反射光谱中出现一系列窄的共振峰，其在频率上与透射峰一致。基于双频双折射液晶作为光子结构缺陷的结构变化，实现了非寻常波对应的模式在短波长和长波长光谱范围内的调谐。
2021-12-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Group Theory of Chiral Photonic Crystals with 4-fold Symmetry: Band Structure and S-Parameters of Eight-Fold Intergrown Gyroid Nets
单陀螺，或srs，纳米结构作为一种圆偏振敏感的光子材料引起了人们的兴趣。我们开发了一个群理论和散射矩阵的方法，适用于任何光子晶体与对称性I432，以证明显着的手征光学特性的广义结构称为8-SRS，通过共生的8个等手SRS网络。利用存在的四倍旋转，布洛赫模式对应的不可约表示E-和E+被确定为唯一的和非相互作用的传输通道，分别为右和左圆偏振光。对于平面波入射在有限板的8-srs，两个圆偏振的反射率是相同的所有频率和传输率是相同的临界频率以下，在远场散射被限制为零光栅顺序。模拟显示，无损耗介质8-srs的光学活性很大，可以与金属超材料相媲美，表明其作为纳米制造光子材料的潜力。
2013-09-11 physics.optics
Chiral-Gain Photonics
本研究探索电偏置非互易非厄米材料的手性增益特性，用于开发手性激光器、偏振相关反射镜等新型器件，并突破互易性限制以实现高品质因子腔体激发。
2024-05-24 physics.optics
Self-Assembled Chiral Photonic Crystals From Colloidal Helices Racemate
由微螺旋结构组成的手征晶体具有许多光学性质，但现有的制备工艺限制了其在光子器件中的大规模应用。在这里，通过使用一个简化的模拟方法，我们研究了一个自下而上的自组装路线建立螺旋晶体从近晶单层的胶体螺旋racket。随着密度的增加，系统经历了熵驱动的共结晶，形成具有不同螺旋形状的各种对称性的晶体。特别是，我们确定了两个晶体的螺旋排列在二元蜂窝和正方形晶格，这是基本上由两套相反的手征晶体。光子学计算表明，这些手征结构可以有大的完全光子带隙。此外，在自组装手性方形晶体中，我们还发现了双偏振带隙，选择性地禁止特定旋向的圆偏振光沿螺旋轴方向的传播。在我们提出的系统中的自组装过程是鲁棒的，这表明使用手性胶体组装光子超材料的可能性。
2018-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Transmission properties of left-handed band-gap structures
我们分析了电磁波通过由左手材料和空气组成的周期性带隙结构的传输。利用由超材料微观结构导出的有效参数，借助传输矩阵方法和时域有限差分数值模拟，研究了这种左手光子晶体在一种新型零平均折射率带隙中的传输特性.我们证明，可以通过引入缺陷，这允许选择性地访问两种不同类型的带隙的传输可调。
2004-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Macroscopic optical response and photonic bands
我们开发了一种形式主义的复合系统的宏观介电响应的计算周期性嵌入在另一种材料的矩阵，其中每一个的特征在于由一个定义良好的介电函数的一种材料的颗粒。这些介电函数的性质是任意的，并且可以对应于介电或导电、透明或不透明、吸收和色散材料。粒子的几何形状和复合材料的布拉维晶格也是任意的。我们的形式主义超越了longwavelenght近似，因为它完全包含延迟效应。我们通过研究电磁波在二维光子晶体中的传播来验证我们的理论。我们的宏观理论产生了一个空间色散的宏观响应，它允许计算的完整的光子能带结构的系统，以及其正常模式的表征，代入宏观场方程。我们约占通过当地的磁导率的空间色散，我们分析所产生的色散关系，获得一个区域的左手性。
2012-12-21 physics.optics
Chiral modes near exceptional points in symmetry broken H1 photonic crystal cavities
H1光子晶体腔支持正交线性偏振的两个简并偶极模式，当用$π$ / $2$相位差驱动时，这两个简并偶极模式可以产生圆偏振场。然而，制造误差往往会破坏腔的对称性，这会提高模式的简并性，使得腔不适合支持圆偏振。我们证明了数值，诱导腔模式中的手征性的计划，从而实现了腔，支持固有的圆偏振。通过选择性地改变腔体周围的两个空气孔，偶极模可以通过非对称相干后向散射（非厄米过程）相互作用。在适当的空气孔参数下，腔模接近例外点，在频率和线宽上合并，并产生接近于1的显著圆偏振。手性的手性可以根据改性的空气孔的选择来选择。我们的研究结果突出了使用H1光子晶体腔的应用，如谷电子学，自旋光子接口和产生具有明确定义的自旋的单光子的手性光物质耦合的前景。
2021-07-30 physics.optics
Localized polariton states in a photonic crystal intercalated by a transition metal dichalcogenide monolayer
该研究理论揭示嵌入TMD单层的光子晶体中两类局域激子–极化激元模式，推导其色散关系，并提出探测实验与数值模拟。
2023-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
